高分辨率克隆结构解析低突变负荷Wilms肿瘤的演化之谜

为解决儿童肾癌突变负荷被系统性低估的悖论，研究人员通过高深度测序技术揭示了Wilms肿瘤(Wilms tumour)独特的克隆架构。研究发现低突变表型源于正常组织样进化模式，颠覆了传统认知，为肿瘤突变负荷评估和精准治疗提供了新视角。

　　

儿童癌症领域长期存在一个令人困惑的现象：某些肿瘤的突变数量甚至低于其来源的正常组织。这种"低突变悖论"在Wilms肿瘤（一种儿童肾脏恶性肿瘤）中尤为突出。传统观点认为，癌症的发生必然伴随突变积累，但这一理论无法解释为何部分Wilms肿瘤在常规测序中显示出极低的突变负荷。这一矛盾不仅关乎基础生物学认知，更直接影响临床实践——突变负荷与免疫治疗响应、耐药性发展及疾病进展密切相关。

为破解这一谜题，由英国Wellcome Trust Sanger研究所Sam Behjati团队联合荷兰Princess Maxima Center等机构的研究人员，采用高分辨率测序技术对Wilms肿瘤展开深入研究。研究通过比较正常肾脏与肿瘤组织的突变谱，发现传统测序方法严重低估了肿瘤的真实突变负荷。这一突破性成果发表于《Nature Communications》，揭示了肿瘤克隆架构对突变检测的关键影响。

研究主要运用了四项关键技术：1）纳米孔测序(NanoSeq)实现单分子级误差校正；2）单细胞来源类器官培养构建克隆谱系；3）激光捕获显微切割技术获取空间分辨样本；4）多组学整合分析（全基因组测序/WGS、转录组和甲基化数据）。样本来源于SIOP2001和IMPORT临床研究的患儿队列，包括新生儿至学龄期患者。

突变负荷的重新评估
通过比较传统WGS与NanoSeq数据，研究发现婴儿Wilms肿瘤的真实突变负荷被低估达4倍。例如6月龄患儿PD37585的突变数从30（WGS）升至74（NanoSeq）。值得注意的是，正常新生儿肾脏细胞已携带65个突变，超过20%已报道的Wilms肿瘤WGS数据。这种差异源于肿瘤特殊的"梳状"克隆结构——大量分支突变未被传统测序捕获。

克隆架构的范式转变
单细胞类器官和显微切割技术重建的进化树显示：低负荷肿瘤呈现短主干、多分支的"正常组织样"架构（如新生儿病例PD49348），而高负荷肿瘤则表现出典型癌症的长主干特征（如学龄期病例PD52230）。这种差异暗示婴儿肿瘤可能起源于胚胎早期单次转化事件，无需后续克隆选择。

FOXR2驱动的独特亚型
研究首次发现FOXR2基因重排定义了婴儿Wilms肿瘤的特殊亚型。在PD49348等三例新生儿肿瘤中，FOXR2通过启动子劫持（如与ZWF529融合）导致过表达，并稳定MYCN蛋白。这些肿瘤具有独特的纤维腺瘤样形态特征，RNA-seq聚类分析显示其分子特征显著区别于传统Wilms肿瘤。

驱动突变与年龄的关联
对扩展队列的分析揭示：患者年龄、驱动事件数量与突变负荷呈正相关。婴儿肿瘤平均仅携带1个驱动突变（如REST或FOXR2变异），而学龄期肿瘤则积累多个驱动事件。这支持"单次转化足以启动婴儿肿瘤，而大龄患者需要多次选择性打击"的演化模型。

这项研究从根本上改变了人们对儿童癌症突变景观的理解：

1. 技术层面：证明传统测序会系统性低估分支结构复杂肿瘤的突变负荷，强调单细胞分辨率测序在精准医学中的必要性。
2. 生物学层面：揭示Wilms肿瘤存在两种演化模式——胚胎样多分支进化与典型癌性线性进化，为肿瘤起源理论提供新证据。
3. 临床层面：鉴定出FOXR2重排定义的婴儿肿瘤亚型，其特殊形态和分子特征可能需差异化治疗策略。

研究同时提出重要警示：在突变指导的治疗时代，低估真实突变负荷可能导致误判免疫治疗敏感性或耐药风险。这些发现不仅适用于Wilms肿瘤，也为其他"低突变"癌症的研究提供了方法论框架。未来需要开发能准确反映克隆复杂性的检测技术，以指导临床决策。